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Grundlagen-Wissen

Warum sind Beschriftungssysteme sinnvoll und wo setzt man sie ein?

Von Onpulson Redaktion
Am

Beschriftungssysteme müssen in der industriellen Fertigung verwendet werden, um Produkte mit dem vom Gesetzgeber oder vom Kunden geforderten Informationen, wie z.B. Verfallsdaten oder Warenzeichen zu beschriften. Sie kommen in vielen Bereichen zum Einsatz. Dabei unterscheidet sich das bestmögliche System vom jeweiligen Einsatzgebiet - ein Überblick.

In der Zeit von Big Data wird jedes Produkt und jeder Prozess rückverfolgbar und damit von den Herstellern leichter zu verbessern – dies setzt hohe Anforderungen an die Beschriftung und die Beschriftungssysteme. Bis vor einigen Jahren genügte in vielen Anwendungsbereichen eine eindeutige Kennung auf jeder einzelnen Baugruppe eines Produktes. Diese Regel hat sich in vielen Bereichen geändert. Heute muss häufig auch jede einzelne Komponente einer Baugruppe gekennzeichnet werden. Die Rückverfolgbarkeit wird immer wichtiger – in der gesamten Fertigung.

Unterschiedliche Prozesse zur Teilebeschriftung

Heutzutage gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Kennzeichnung von Bauteilen und Baugruppen. Sie reichen von den neuesten Ink-Jet-Laserbeschriftungssystemen und Thermotransfer-Geräten über Gravierwerkzeuge bis hin zu kontaktlosen Ansätzen wie der Farbpunkt-Beschriftung. Je nach Anwendungsgebiet unterscheidet sich dabei schnell die Wahl der besten Methode. Oftmals kommen auch mehrere Verfahren in einer einzigen Anlage zum Einsatz. Dabei sind nicht immer hoch komplexe Systeme notwendig, um die verschiedenen Produktoberflächen für Markierungen zu erfüllen.

Ein Beispiel ist das Produkt MS 1000 von Tippl. Dieses Markierungssystem erzeugt eine saubere Markierung ohne Sprühnebel. Dies ist in vielen Bereichen elementar wichtig. Der modulare Aufbau des Gerätes ist durch verschiedene Tintensysteme und -köpfe auf die Anwendung des Kunden individuell anpassbar. So gibt es für jede Applikation die bestmögliche Zusammenstellung. „Wir verkaufen keine Geräte, sondern maßgeschneiderte Lösungen. Und das zum fantastischen Preis. Darin sind wir einfach einzigartig“, so das Vertriebsteam der Tippl GmbH.

Lasertechnik

Das Spektrum der Anwendungsfälle von Markierungen mittels Lasertechnik ist heutzutage sehr breit. Die Verfahren erfolgen sowohl in Nischen-Industrien wie etwa der Luft- und Raumfahrt als auch in großen Teilen der Verpackungs- und Automobilindustrie sowie der Medizintechnik.

Vor allem die Geschwindigkeit der Laserbeschriftung bei gleichzeitig hohen Stückzahlen ist gegenüber anderer Verfahren oftmals von entscheidendem Vorteil. So werden beispielsweise in der Verpackungsindustrie Bierflaschen oder auch Tetrapacks mit einer stündlichen Stückzahl von 40.000 bis 50.000 markiert.

Ein Licht auf ein Objekt zu werfen ist im Allgemeinen ein schnellerer Prozess als es physisch mit einer Klinge zu schneiden oder mit einem Hammer zu treffen. Es scheint daher, dass die Verwendung eines Lasers eine schnellere Markierungsmethode sein muss als die Schlagmarkierung, wie zum Beispiel Punktstrahl (Inkjet) oder Gravur. Aber das ist nicht unbedingt wahr.

Der Laser hat jedoch noch weitere Vorteile wie beispielsweise seine minimale Wirkung auf das zu beschriftende Teil. Im Vergleich zum Inkjet ist dieser Unterschied jedoch immens, da der Laser praktisch die Oberfläche „beschädigt“, während Inkjets lediglich eine Farbmarkierung auf der Oberfläche aufbringen.

Inkjet-Systeme

Traditionelle Systeme zur Farbpunkt-Beschriftung wurden ursprünglich in den 80er Jahren als Farbpunktmarkiersysteme entwickelt.

Außerdem gibt es noch die Nadelprägung: Bei dieser Form der Markierung wird ein hartmetallbestückter oder diamantbestückter Stift in das Teil eingetrieben, um eine Matrix aus kleinen, aber dauerhaften Vertiefungen – Punkten – herzustellen. Aus diesem Prozess resultieren Markierungen, die an die einst allgegenwärtige Punktmatrixdrucker erinnern.

Nadelprägung belastet das Material. Dies hat vor allem in der Luft- und Raumfahrt, sowie in der Automobilindustrie – vor allem bei sicherheitsrelevanten Bauteilen – Nachteile. Pneumatisch angetriebene Systeme wurden in Branchen wie der Automobilindustrie eingesetzt, in denen die Geschwindigkeit mehr zählt als die Sorge um Stressfrakturen. Klassisch ist dies beim Karosseriebau so.

In anderen Branchen sind diese Systeme immer noch eine geschätzte Methode zur Teilmarkierung. Hierzu zählen bestimmte Bereiche der Öl- und Gasindustrie sowie das Bauwesen. In diesen Branchen sind die Teilemengen tendenziell geringer als in der Automobilindustrie. Für eine mittelständische Maschinenfabrik ist der Nadelpräger immer noch eine sehr gute Methode. Sie ist wirtschaftlich und kann Grundlagen wie Serialisierung und Datumskodierung liefern, die Hersteller für die Rückverfolgbarkeit benötigen.

Die Technologie hat sich im Laufe der Jahrzehnte weiterentwickelt. Heute ist die Norm ein elektromechanischer Magnet und somit ein vollelektrisches System. Wo sich die Technologie am meisten verändert hat, ist der Bereich der Datenübertragung an ein Markierungssystem. Die Hersteller setzen immer mehr auf die Datenbankkonnektivität und Kommunikation, die heute im Wesentlichen darauf abzielt, die Notwendigkeit der Dateneingabe durch einen Bediener zu eliminieren. Dies und die Kompaktheit der Systeme waren die größten Entwicklungen der vergangenen Jahre in dieser Technologie.

Markierung durch Ritzprägung

Die Frage des Durchsatzes – wie schnell ein Teil gefertigt werden kann – ist ausschlaggebend für die Entscheidung der Hersteller, welches Produkt zur Kennzeichnung von Teilen zu kaufen ist.

Es gibt viele Arten von Gravierwerkzeugen. Diese besitzen unterschiedliche Radien am Werkzeugende, verschiedene konisch eingearbeitete Winkel und vielen verschiedene Spitzengrößen, abhängig von der Größe der zu gravierenden Markierungen und Materialien.

Die Hersteller dieser Systeme bieten auch gefederte Gravierwerkzeughalter an. Anstatt das Gravierwerkzeug in einen starren Werkzeughalter einzusetzen, passt das Gravierwerkzeug in die Spannzange einer federbelasteten Vorrichtung, die wiederum in die Spindel passt. Der Werkzeughalter schiebt das Werkzeug mit der Feder in das Teil. Keine komplizierte Wissenschaft, sondern ziemlich einfache, kostengünstige Geräte. Sie sind nützlich, weil es eine schnellere Gravur ermöglicht als mit einem starren Werkzeughalter.

Da sich die mehrachsige Bearbeitungsausrüstung und -software verbessert hat, mussten die Hersteller innovativ sein, um Schritt zu halten. So wurde sichergestellt, dass die Werkzeuge und Systeme diese Verbesserungen optimal nutzen können. Zum Beispiel bieten die Hersteller ein CAM-Programm, mit dem Benutzer beliebige Daten in einen 2D-Datamatrix-Code eingeben können. Nach der Eingabe der Daten erzeugt die Software den G-Code zur Erstellung der 2D-Datenmatrix. Dadurch werden die Rückverfolgbarkeit und die Teilekennzeichnung so einfach wie möglich gehalten. Ein Alleinstellungsmerkmal ist dies jedoch nicht, da diese Möglichkeit auch bei Laser- und Inkjet-Systemen besteht.

Foto/Thumbnail: ©armando_frazao/Depositphotos.com

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